固体摄像装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种固体摄像装置。对图像信号进行修正，以便不受CMOS摄像元件的白痕等的光电二极管的黑图像的信号输出的影响。该固体摄像装置具备：第一代表值信号计算单元，计算成为具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件的上下的遮光后的像素信号的从最小值起第N个值或从最大值起第M个值以下的值的平均值的全水平扫描影像信号的暗部阴影的基准的第一代表值信号；第二代表值信号计算单元，计算成为左右的遮光后的像素输出的信号的各像素信号的从最大值起第M个起M+L个值的平均值的各水平扫描影像信号的暗部平均值的基准的第二代表值信号；运算部，对应于积分倍增量，从有效像素输出的各水平扫描影像信号中减去所述第一代表值信号和所述第二代表值信号。
【专利说明】固体摄像装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及具有固体摄像元件的固体摄像装置，涉及减少从摄像元件输出的图像信号中包含的噪音的固体摄像装置。
【背景技术】
[0002]CMOS (Complimentary Metal Oxide Semiconductor)摄像兀件一般比 CCD 摄像兀件的灵敏度低。因此，正在开发具有积分倍增A/D部，以比CXD摄像元件高的灵敏度为目标的CMOS摄像元件(参照专利文献I)。但是，光电二极管的黑图像的信号输出的不均导致的暗部不均、或黑图像的信号输出异常多的光电二极管的影像信号(白痕)也积分倍增，因此，白痕或暗部不均增加。
[0003]因此，目前为了减小光学的黑像素部分的白痕的影响，对CMOS摄像元件的水平方向的光学的黑像素(Horizontal-Optical Black,以下称为Η-0Β)部分的12像素信号进行平均，作为I行的量的黑图像的基准信号来存储，从该CMOS摄像元件的有效像素部分的输出信号中减去该存储的黑图像的基准信号。
[0004]但是，与具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件的积分倍增强相关，黑图像的信号输出不均增大，白痕或暗部不均也积分倍增，因此，白痕或暗部不均的电平容易增大。另外，积分倍增的泄漏电流成为改变积分倍增时的基准暗部电平的变动。而且，电源或GND的抖动成为积分倍增的变动，成为提高了积分倍增时的暗部不均。
[0005]因此，即使对H-OB部分的输出信号进行平均，白痕成分也残留。而且，当从有效像素部分的输出信号中减去该平均后的信号时会发生横条纹。
[0006]另外,CO) (Charge Coupled Device)摄像元件,在CMOS摄像元件中灵敏度高、白痕少，但是在高灵敏度摄像时白痕多。因此，计算CCD摄像元件的垂直方向的光学的黑像素(Vertical-Optical Black,以下称为V-0B)部分的12行的各垂直像素信号的从最小值起第N (N为自然数)个值、从最大值起第M (M为自然数)个值以下的值的平均值、或根据从其它最大值起第M个值以下的值计算出的代表值信号的至少一个，从通过所述第一取得部取得的从有效像素输出的图像信号中减去所述代表值信号(参照专利文献2)。
[0007]另外，数字信号处理电路的集成化取得进展，存储多行的输出信号并且进行算术处理不仅可以通过影像专用的存储器集成DSP实现，通过廉价的通用的FPGA (FieldProgrammable Gate Array)也能够容易地实现。
[0008]专利文献1:日本特开2004-304413号公报积分倍增A/D
[0009]专利文献2:日本特开2008-109639号公报EM-CXD的VOB中央值减算
实用新型内容
[0010]本实用新型的目的在于减少具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件输出的横条纹。
[0011]本实用新型，为了解决上述课题，提供一种固体摄像装置，其包括具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件、取得从该CMOS摄像元件的受光面的有效像素输出的图像信号的第一取得部、取得从所述CMOS摄像元件的受光面的上下或左右的遮光后的像素输出的信号的第二取得部，该固体摄像装置还包括:第一代表值信号计算单元，其计算通过所述第二取得部取得的从上下的遮光后的像素输出的信号的各像素信号的从最小值起第N个值、从最大值起第M个值以下的值的平均值、或者根据从其它最大值起第M个值以下的值通过左右像素平均或左右像素加权平均等计算出的值中的至少一个第一代表值信号，该第一代表值信号成为全水平扫描视频信号的暗部阴影的基准，其中，M、N为自然数；第二代表值信号计算单元，其计算通过所述第二取得部取得的从左右的遮光后的像素输出的信号的各像素信号的从最大值起第M个起M+L的值的平均值的第二代表值信号，该第二代表值信号成为各水平扫描影像信号的暗部平均值的基准，其中，M、L为自然数；以及运算部，其与积分倍增量对应地，从通过所述第一取得部取得的从有效像素输出的各水平扫描影像信号中减去所述第一代表值信号和所述第二代表值信号。
[0012]另外，提供一种固体摄像装置，其包括具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件、取得从该CMOS摄像元件的受光面的有效像素输出的图像信号的第一取得部、取得从所述CMOS摄像元件的受光面的上部或下部的遮光后的像素输出的信号的第二取得部，该固体摄像装置还具有:第一代表值信号计算单元，其计算通过所述第二取得部取得的从上下的遮光后的像素输出的信号的各像素信号的从最小值起第N个值、从最大值起第M个值以下的值的平均值、或者根据从其它最大值起第M个值以下的值计算出的值的至少一个第一代表值信号，该第一代表值信号成为全水平扫描影像信号的暗部阴影的基准，其中，M、N为自然数；第二代表值信号计算单元，其计算通过所述第二取得部取得的从左右的遮光后的像素输出的信号的各像素信号的从最大值起第M个起M+L的值的平均值的第二代表值信号，该第二代表值信号成为各水平扫描影像信号的暗部平均值的基准，其中，M、L为自然数；以及运算部，其与积分倍增量对应地，从通过所述第一取得部取得的从有效像素输出的各水平扫描影像信号中减去所述第一代表值信号和所述第二代表值信号。
[0013]而且，提供一种固体摄像装置，其包括具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件、取得从该CMOS摄像元件的受光面的有效像素输出的图像信号的第一取得部、取得从所述CMOS摄像元件的受光面的上部或下部的遮光后的像素输出的信号的第二取得部，该固体摄像装置还具有:第一代表值信号计算单元，其计算通过所述第二取得部取得的从上下的遮光后的像素输出的信号的各像素信号的从最小值起第N个值的左右像素平均值的第一代表值信号，该第一代表值信号成为全水平扫描影像信号的暗部阴影的基准，其中，N为自然数；第二代表值信号计算单元，其计算通过所述第二取得部取得的从左右的遮光后的像素输出的信号的各像素信号的从最大值起第M个起M+L的值的平均值的第二代表值信号，该第二代表值信号其中，M、L为自然数成为各水平扫描影像信号的暗部平均值的基准，；运算部，其与积分倍增量对应地，从通过所述第一取得部取得的从有效像素输出的各水平扫描影像信号中减去所述第一代表值信号和所述第二代表值信号。
[0014]如上所述，根据本实用新型，计算进行了遮光的像素的H-OB和V-OB的信号的从最小值起第N个值等除去从最大值起第M个值的影响的代表值，由此，即使通过具有H-OB的数量少的积分倍增A/D部的CMOS摄像元件，也能够检测排除了白痕等CMOS摄像元件的大的黑图像的信号输出成分的信号。而且，黑图像的信号输出修正的盈亏的误差量减少，得到横条纹不明显的图像信号。【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1A是表示H-OB为3个以上，从最小值起第2个值(3个的情况下为中央值)的左右加权平均的情况下的本实用新型的一个实施例的全体结构的摄像装置的框图。
[0016]图1B是表示H-OB为5个以上，从最小值起第3个值(5个的情况下为中央值)的情况下的本实用新型的一个实施例的全体结构的摄像装置的框图。
[0017]图1C是表示H-OB为2个以上的最小值的情况下的本实用新型的一个实施例的全体结构的摄像装置的框图。
[0018]图1D是表示H-OB为3个以上，除最大值以外的平均值的情况下的本实用新型的一个实施例的全体结构的摄像装置的框图。
[0019]图1E是表示H-OB为4个以上，除最大值和最小值以外的平均值的情况下的本实用新型的一个实施例的全体结构的摄像装置的框图。
[0020]图1F是表示H-OB为4个以上，除最大值和第二大的值以外的平均值的情况下的本实用新型的一个实施例的全体结构的摄像装置的框图。
[0021]图2A是检测从H-OB的最小值起第2个值作为代表值的本实用新型的一个实施例的流程图。
[0022]图2B是检测从H-OB的最小值起第3个值作为代表值的本实用新型的一个实施例的流程图。
[0023]图2C是检测H-OB的最小值作为代表值的本实用新型的一个实施例的流程图。
[0024]图2D是检测H-OB的除最大值以外的平均值作为代表值的本实用新型的一个实施例的流程图。
[0025]图2E是检测H-OB的除最大值和最小值以外的平均值作为代表值的本实用新型的一个实施例的流程图。
[0026]图2F是检测H-OB的除最大值和第二大的值以外的平均值作为代表值的流程图。
[0027]图3A是3个H-OB中存在信号值21的白痕的本实用新型的一个实施例。
[0028]图3B是5个H-OB中存在信号值21的白痕的本实用新型的一个实施例。
[0029]图3C是2个H-OB中存在信号值21的白痕的本实用新型的一个实施例。
[0030]图3D是3个H-OB中存在信号值21的白痕的本实用新型的一个实施例。
[0031]图3E是4个H-OB中存在信号值21的白痕的本实用新型的一个实施例。
[0032]图3F是4个H-OB中存在信号值21的白痕的本实用新型的一个实施例。
[0033]符号说明
[0034]1:摄像装置、2:光学系统、3:具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件、
[0035]5:暗电流(光电二极管的黑图像的信号输出)修正部、6:0B代表值检测部、7:影像信号处理部、9 =CPUUO:增益可变部(D.AGOUl:减法器、12:系数部、13:加法器、14:左右像素平均部、
[0036]21、22、23:比较部、71?76:存储器部【具体实施方式】
[0037]在本实用新型中，计算从进行了上下遮光的像素输出的信号的各像素信号的从最小值起第N (N为自然数)个值、从最大值起第M (M为自然数)个值以下的值的平均值、或者根据从其它最大值起第M个值以下的值通过左右像素平均或左右像素加权平均等计算出的值的至少一个成为全水平扫描影像信号的暗部阴影的基准的第一代表值信号，计算从通过所述第二取得部取得的从进行了左右遮光的像素输出的信号的各像素信号的从最大值起第M (M为自然数)个起M + L (L为自然数)的值的平均值的成为各水平扫描影像信号的暗部平均值的基准的第二代表值信号，与积分倍增量对应地，从通过所述第一取得部取得的从有效像素输出的各水平扫描影像信号中减去所述第一代表值信号和所述第二代表值信号。
[0038]使用作为表示本实用新型的一个实施例的全体结构的摄像装置的框图的图1A-1F和作为本实用新型的一个实施例的代表值检测流程图的图2A-2F，说明根据本实用新型的进行了上下遮光的像素信号的计算方法的摄像装置的一个实施例的概要和本实用新型的若干实施例的动作。
[0039]在作为表示本实用新型的一个实施例的全体结构的摄像装置的框图的图1A-1F中，图1A是检测出H-OB为3个以上从最小值起第2个值(3个的情况下为中央值)的情况，图1B是检测出H-OB为5个以上从最小值起第3个值(5个的情况下为中央值)的情况，图1C是检测出H-OB为2个以上的最小值的情况，图1D是检测出H-OB为3个以上除最大值以外的平均值的情况，图1E是检测出H-OB为4个以上除最大值和最小值以外的平均值的情况，图1F是检测出H-OB为4个以上除最大值和第二大的值以外的平均值的情况。在作为本实用新型的一个实施例的代表值检测流程图的图2A-2F中，图2A是检测出从H-OB最小值起第二个值的情况，图2B是检测出从H-OB最小值起第3个值的情况，图2C是检测出H-OB最小值的情况，图2D是检测出H-OB除最大值以外的平均值的情况，图2E是检测出H-OB除最大值和最小值以外的平均值的情况，图2F是检测出H-OB除最大值和第二大的值以外的平均值的情况。
[0040]作为表示本实用新型的一个实施例的全体结构的摄像装置的框图的图1A-1F的特征在于，通过比较部和存储器部，除最大值或第二大的值以外消除具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件的白痕的影响。
[0041]本实用新型的一个实施例的图1A、1D中H-OB为3个，图1B中H-OB为5个，图1C中H-OB为2个，图1E、IF中H-OB为4个。此外，具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件的H-OB为多个，但是为了容易理解，设H-OB为2个到4个来说明动作。
[0042]如图3C那样，在2个H-OB中存在信号值21的白痕时，判断出平均值特别大，为
11.5，在黑图像的信号输出修正中误差特别大(以下，在本实施例中将被判定为白痕的最大信号值的等级设为21来继续说明)。如图3A、3D那样，当3个H-OB中存在信号值21的白痕时平均值为9，为与中央值4或除最大值以外的平均值3相差很大的值。如图3E、3F那样，4个H-OB中存在信号值21的白痕时平均值为8，为与除去最大值的平均值3.67相差很大的值。如图3B所示，当5个H-OB中存在信号值21的白痕时平均值为7，为与除去中央值4或最大值的平均值3.5相差很大的值。因此，即使H-OB的数量稍稍增多，也知道在黑图像的信号输出修正中误差大。在图3A-3F中，本实施例的最小值为2，比除去中央值和最大值的平均值小I到2，但是，没有目前的平均值7到11.5左右的大的误差。最小值，即使H-OB的数量少到2时，与现有的H-OB为5个的平均值相比，黑图像的信号输出修正的误差少，可知是实用的。
[0043]在作为表示本实用新型的一个实施例的全体结构的摄像装置的框图的图1A-1F中，I为摄像装置，2为将入射光成像的透镜等光学系统，3为将从光学系统2入射的光变换为电信号的具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件，5为减去来自数字影像信号Vi的OB代表值信号来进行暗电流(光电二极管的黑图像的信号输出)成分的修正的暗电流(光电二极管的黑图像的信号输出)修正部，6为进行数字影像信号Vi的H-OB的代表值信号的检测的OB代表值检测部，21?23为针对数字影像信号Vi的H-OB行的每个像素进行比较的比较部，71?76为存储OB代表值的存储器，11为从影像信号减去代表值信号的减法器。7为对从检测暗电流修正部5输出的信号Vm实施各种图像处理，变换为NTSC (National TelevisionSystem Committee)方式或PAL(Phase Alternating by Line)方式的复合影像信号(VideoBurst Sync 以下称为 VBS)或 SDI (Serial Digital Interface)影像信号、或者 HDTV 的SDI (HD-SDI)等预定方式的影像信号来输出的影像信号处理部，9为控制摄像装置I内的各部的CPU (Central Processing Unit)(从CPU向各部的控制线未图示)。10为数字AGC(D.AGC),使OB代表值信号与具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件的AGC的放大率匹配地调节D.AGC自身的放大率。14为进一步减小白痕的影响的左右像素平均部。
[0044]接着，参照图1A-1F说明本实用新型的一个实施例的动作。摄像装置I的具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件3，通过光电二极管对通过光学系统2在受光面上成像的入射光进行光电变换，生成信号电荷，对信号电荷进行电子倍增，去除噪音并放大，然后变换为数字影像信号Vi，向暗电流修正部5输出数字影像信号Vi。数字影像信号Vi经由暗电流修正部5被发送到OB代表值检测部6，并且为了进行后述的信号处理，也被发送到减法器11。OB代表值检测部6将数字影像信号Vi在比较部21?23中针对H-OB的每个像素信号进行比较，按照从小到大的顺序存储在存储器71?76中，作为暗电流(光电二极管的黑图像的信号输出)成分，检测OB代表值信号。
[0045]通过左右像素平均部14对OB代表值信号进行左右像素加权平均，进一步减小白痕的影响。简单来说，也可以通过左右像素平均部14对左右像素进行单纯平均。
[0046]或者，可以如图1D?IF所示的实施例那样，使用比较部21、22和存储器72、75、76选择满足预定基准的H-OB的像素信号，使用加法运算部13对该选择的像素信号进行加法运算，将加法运算结果存储在存储器71中，通过平均化部12计算作为平均值的OB代表值信号。
[0047]暗电流修正部5与具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件的放大率匹配地，通过D.AGC10对OB代表值信号进行放大，减法器11从数字影像信号Vi中减去该放大后的信号，将数字影像信号Vm输出到影像信号处理部7。影像信号处理部7对数字影像信号Vm实施各种图像处理，变换为预定方式的影像信号Vo来输出。
[0048]另外，在图1A-1F中表示的实施例中存在暗电流修正部的D.AGC的配置场所不同的实施例、数字信号Vi或Vm的比特数或OB代表值信号的比特数不同的实施例、比较部或存储器部的结构不同的实施例等，但是，它们不过是一个实施例，可以应用各种结构。
[0049]接着，使用图1A-1F、图2A-2F、图3A-3F说明暗电流信号(光电二极管的黑图像的信号输出)的检测和修正的动作。
[0050](实施例1)[0051]首先，说明图1A、图2A、图3A所示的实施例。CPU9在存储器部72、73中分别设定最小值信号的上限值、第二小的信号的上限值。在此，这些上限值，例如可以使用将信号的亮度数值化而得的值(以下所述的各值也是以同样的基准被数值化的值)。比较部21在各像素比较在存储器部72中存储的上限值和H-OB区域的第I个(以下称为H-0B1)影像信号的像素的值，将值小的一方的信号(H-0B1的影像信号)作为各像素的最小值的信号，存储在存储器部72中(步骤21、22)。比较部21在各像素比较H-0B2的影像信号的像素的值和存储器部72中最小值的信号的值，将值小的一方的信号作为各像素的最小值的信号，存储在存储器部72中。值大的一方的信号被发送到比较部22。比较部22在各像素比较大的一方的信号的值和作为第二小的信号而存储在存储器部73中的上限值，将小的一方的信号作为各像素的第二小的信号，存储在存储器部73中(步骤23)。同样地，比较部21在各像素比较第N个(N为3以上的自然数)H-OBN的影像信号的像素的值和存储器部72的最小值，将值小的一方的信号作为各像素的最小值的信号，存储在存储器部72中。值大的一方的信号作为各像素的比较I的信号，被发送到比较部22 (步骤24)。比较部22在各像素比较第二小的信号的值和比较I的信号的值，将值小的一方的信号作为各像素的第二小的信号，存储在存储器部73中(步骤25)。当比较部22结束最后的H-OB的比较处理时，存储器部73将第二小的信号作为暗电流修正用的OB代表值信号，输出到弥散(smear)修正部5(步骤26)，代表值检测处理结束(步骤27)。
[0052](实施例2)
[0053]接着，说明图1B、图2B、图3B所示的实施例。CPU9在存储器部72、73、74中分别设定最小值信号的上限值、第二小的信号的上限值、第三小的信号的上限值。比较部21在各像素比较在存储器部72中存储的上限值和H-OBl的影像信号的像素的值，将值小的一方的信号(H-0B1的影像信号)作为最小值的信号，存储在存储器部72中(步骤21、28)。比较部21在各像素比较最小值的信号的值和H-0B2的影像信号的像素的值，将值小的一方的信号作为各像素的最小值的信号，存储在存储器部72中(步骤29)。比较部22在各像素比较大的一方的信号的值和作为各像素的第二小的值而存储在存储器部73中的上限值，将值小的一方的信号作为第二小的信号，存储在存储器部73中(步骤29)。比较部21在各像素比较在存储器部72中存储的信号的值和H-0B3的影像信号的值，将值小的一方的信号作为各像素的最小值的信号，存储在存储器部72中。值大的一方的信号作为比较I的信号，被发送到比较部23 (步骤30)。比较部22在各像素比较在存储器部73中存储的第二小的信号的值和比较I的信号，将值小的一方的信号作为各像素的第二小的信号，存储在存储器部73中。比较部23在各像素比较值大的一方的信号和作为第三小的信号而存储在存储器部74中的上限值，将值小的一方的信号作为各像素的第三小的信号，存储在存储器部74中(步骤31)。同样地，在各像素比较第N行(N为4以上的自然数)的H-OBN的影像信号的像素的值和存储器部72的最小值，将值小的一方的信号作为各像素的最小值的信号，存储在存储器部72中。值大的一方的信号作为各像素的比较I的信号，被发送到比较部22(步骤24)。比较部22在各像素比较第二小的信号的值和比较I的信号的值，将值小的一方的信号作为各像素的第二小的信号，存储在存储器部73中。值大的一方的信号作为各像素的比较2的信号，被发送到比较部23 (步骤32)。比较部23在各像素比较第三小的信号的值和比较2的信号的值，将值小的一方的信号作为各像素的第三小的信号，存储在存储器部74中(步骤33)。当比较部23结束最后的H-OB的比较时，存储器部74将第三小的信号作为暗电流修正用的OB代表值信号，输出到弥散修正部5 (步骤34)，代表值信号检测处理结束(步骤27)。
[0054](实施例3)
[0055]然后，说明图1C、图2C、图3C所示的实施例。CPU9在存储器部72中设定了最小值信号的上限值。比较部21在各像素比较上限值和H-OBl的影像信号的像素的值，将值小的一方的信号(H-0B1的影像信号)作为最小值的信号，存储在存储器部72中(步骤21、35)。比较部21在各像素比较最小值的信号的值和H-0B2的影像信号的像素的值，将值小的一方的信号作为最小值的信号，存储在存储器部72中(步骤36)。同样地，比较部21在各像素比较第N行(N为3以上的自然数)的H-OBN的影像信号的像素的值和最小值的信号的值，将值小的一方的信号作为最小值的信号，存储在存储器部72中(步骤37)。当比较部21结束最后的H-OB的比较处理时，存储器部72将最小值的信号作为暗电流修正用的OB代表值信号，输出到弥散修正部5 (步骤38)，代表值检测处理结束(步骤27)。
[0056](实施例4)
[0057]另外，说明图1D、图2D、图3D所示的实施例。CPU9将存储器部71的值设为0，将存储器部75的值设定为信号的下限值。比较部21在各像素比较下限值和H-OBl的影像信号的值，将值大的一方的信号(H-0B1的影像信号)作为各像素的最大值的信号，存储在存储器部75中(步骤21、39)。比较部21在各像素比较最大值的信号和H-0B2的影像信号的像素的值，将值大的一方的信号作为最大值的信号，存储在存储器部75中。加法运算部13将值小的一方的信号作为中间值，相加存储在存储器部71中(步骤40)。同样，比较部21在各像素比较第N行的H-OBN (N为3以上的自然数)的影像信号的像素的值和最大值的信号，将值大的一方的信号作为最大值的信号，存储在存储器部75中。加法运算部13将值小的一方的信号作为中间值，相加存储在存储器部71中(步骤41)。当比较部21结束最后的H-OB的比较处理时，存储器部71向平均化部12输出相加存储的值。平均化部12将中间值的信号衰减到1/(N_1)来计算平均值，作为暗电流修正用的OB代表值信号，输出到弥散修正部5 (步骤42)，代表值检测处理结束(步骤27)。
[0058](实施例5)
[0059]另外，说明图1E、图2E、图3E所示的实施例。CPU9将存储器部71的值设为0，将存储器部72的值设为信号的上限值，将存储器部75的值设为信号的下限值。比较部21在各像素比较下限值和H-OBl的影像信号的像素的值，将值大的一方的信号(H-0B1的影像信号)作为各像素的最大值的信号，存储在存储器部75中(步骤21、43)。比较部21在各像素比较最大值的信号和H-0B2的影像信号的像素的值，将值大的一方的信号作为各像素的最大值的信号，存储在存储器部75中。值小的一方的信号作为各像素的最小值的信号，被发送到比较部22。比较部22在各像素比较值小的一方的信号和在存储器部72中存储的上限值，将值小的一方的信号作为各像素的最小值的信号，存储在存储器部72中(步骤44)。比较部21在各像素比较在存储器部75中存储的最大值的信号的值和H-0B3的影像信号的像素的值，将值大的一方的信号作为最大值的信号，存储在存储器部75中。比较部21将值小的一方的信号作为比较I的信号，发送到比较部22 (步骤45)。比较部22在各像素比较最小值的信号的值和比较I的信号的值，将值小的一方的信号作为最小值的信号，存储在存储器部72中，将值大的一方的信号作为中间值，经由加法运算部13相加存储在存储器部71中(步骤46)。同样地，比较部21在各像素比较第N行(N为4以上的自然数)的H-OBN的影像信号的像素的值和最大值的信号的值，将值大的一方的信号作为最大值的信号，存储在存储器部75中，将值小的一方的信号作为比较I的信号，发送到比较部22(步骤47)。比较部22在各像素比较最小值的信号的值和比较I的信号的值，将值小的一方的信号作为最小值的信号，存储在存储器部72中，将值大的一方的信号作为中间值，经由加法运算部13相加存储在存储器部71中(步骤48)。当比较部22结束最后的H-OB的比较处理时，存储器部71向平均化部12输出相加存储的值。平均化部12将中间值的信号衰减到1/(Ν-2)来计算平均值，作为暗电流修正用的OB代表值信号输出到弥散修正部5 (步骤49)，代表值信号处理结束(步骤27)。
[0060](实施例6)
[0061]另外，说明图1F、图2F、图3F所示的实施例。CPU9将存储器部71的值设为0，将存储器部75、76的值设为信号的下限值。比较部21在各像素比较下限值与H-OBl的影像信号的像素的值，将值大的一方的信号(H-0B1的影像信号)作为最大值的信号，存储在存储器部75中(步骤21，50)。比较部21在各像素比较最大值的信号的值和H-0B2的影像信号的像素的值，将值大的一方的信号作为最大值的信号，存储在存储器部75中。值小的一方的信号作为各像素的第二大的信号，被发送到比较部22。比较部22在各像素比较值较小的一方的信号和存储器部76中存储的下限值，将值小的一方的信号作为各像素的第二大的信号，存储在存储器部76中(步骤51)。比较部21在各像素比较在存储器部75中存储的最大值的信号的值和H-0B3的影像信号的像素的值，将值大的一方的信号作为最大值的信号，存储在存储器部75中。比较部21将值小的一方的信号作为比较I的信号，发送到比较部22 (步骤45)。比较部22在各像素比较第二大的信号的值和比较I的信号的值，将值大的一方的信号作为第二大的信号，存储在存储器部75中，将值小的一方的信号作为中间值，经由加法运算部13相加存储在存储器部71中(步骤52)。同样，比较部21在各像素比较第N行(N为4以上的自然数)的H-OBN的影像信号的像素的值和最大值的信号的值，将值大的一方的信号作为最大值的信号，存储在存储器部75中，将值小的一方的信号作为比较I的信号，发送到比较部22 (步骤47)。比较部22在各像素比较第二大信号的值和比较I的信号的值，将值大的一方的信号作为第二大的信号，存储在存储器部75中，将值小的一方的信号作为中间值，经由加法运算部13相加存储在存储器部71中(步骤53)。当比较部22结束最后的H-OB的比较处理时，存储器部71向平均化部12输出相加存储的值。平均化部12将中间值的信号衰减到1/(Ν-2)来计算平均值，作为暗电流修正用的OB代表值信号，输出到弥散修正部5 (步骤49)，代表值信号检测处理结束(步骤27)。
[0062]而且，图1B、图2B、图3B所不的实施例表不了将各垂直像素彳目号的从最小值起第3个值作为代表值来使用的方法，不仅没有白痕的影响，作为暗电流极少的像素缺陷的黑痕的影响也几乎没有，适用于难以使用具有严格挑选出的高价的积分倍增A/D部的CMOS摄像元件的监视用途。在图1B所示的实施例中，从信号Vi减去OB代表值信号，然后将输入到影像信号处理部7的信号Vm设为10比特，与监视用途中大量使用的低价格的影像信号处理部7的输入比特数一致。但是，为了维持垂直暗电流修正的精度，FEP4的输出比特数设为14比特。[0063]另外，图1C、图2C、图3C是本实用新型的另一实施例，表示了作为H-OB代表值而计算各像素信号的最小值的方法，暗电流(光电二极管的黑图像的信号输出)修正信号存储I份即可，集成规模比现有例缩小。
[0064]而且，图1D、图2D、图3D所示的实施例表示了 H-OB为3个以上，计算除去最大值的平均值的方法，适合于白痕多、H-OB的数量也多，但是黑痕少的具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件。
[0065]图1E、图2E、图3E所示的实施例表示了 H-OB为4个以上，将除去最大值和最小值的平均值作为代表值来使用的方法，图1E适用于进行22比特A/D变换，结合CCD摄像元件的暗电流(光电二极管的黑图像的信号输出)的修正容易的情况，使白痕和黑痕都多，H-OB数也多的具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件进行高灵敏度动作的用途。
[0066]图1F、图2F、图3F所示的实施例，H-OB为4个以上，以除去最大值和第二大值以外的平均值作为代表值，适合于使白痕特别多、H-OB的数也多的具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件进行高灵敏度动作的用途。
[0067]图1A-图1F所示的实施例分为暗电流修正部5和OB代表值检测部6和影像信号处理部7和影像信号处理部7，但是，作为别的实施例，暗电流修正部5和OB代表值检测部6和影像信号处理部7也可以集成在影像专用的存储器集成DPS、FPGA中。
[0068](实施例7)
[0069]与上述相同，计算通过所述第二取得部取得的从左右遮光后的像素输出的信号的各像素信号的从最大值起第M (M为自然数)个起M+L (L为自然数)个值的平均值(成为各水平扫描影像信号的暗部平均值的基准)的第二代表值信号。
[0070]以上详细说明了使用了具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件的摄像装置，但是本实用新型不限于在此记载的摄像装置，当然可以广泛应用于上述以外的、使用了具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件的摄像装置以外的摄像装置。
[0071]另外，本实用新型不受具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件的光电二极管的黑图像的信号输出的积分倍增量引起的变化的影响，由此可以有效利用与黑图像接近的暗部的图像信号。由于可以有效利用暗部的图像信号，因此有效地提高了摄像装置的灵敏度。通过有效地提高灵敏度，可以用于广播电台的信息摄像机(所谓的天气摄像机)或睡容的脸色确认等睡眠中的病人的远程看护等即使在低照度下也需要高画质的摄像用途中。而且，可以在远距离间铁道的监视或海峡的监视那样无法确保照明的监视的摄像用途中利用。
[0072]而且，由于维持高亮度图像的信号输出，因此，有效地扩大摄像装置的动态范围。兼顾高灵敏度和动态范围扩大，由此能够进行高精度监视的宽动态范围摄像。因此，可以用于要求高精度和宽动态范围的逆光状态下的防止跌落铁道站台的监视用途、或汽车的车种和驾驶员的面容和号码牌的同时识别的监视用途中。
【权利要求】
1.一种固体摄像装置，其包括具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件、暗电流修正部、OB代表值检测部，该固体摄像装置的特征在于， 所述暗电流修正部具有平均部、减法器，从所述CMOS摄像元件的受光面的有效像素输出的图像信号被输入到所述减法器， 所述OB代表值检测部具有比较部和存储器部，从所述CMOS摄像元件的受光面的上下或左右的遮光后的像素输出的信号被输入到所述比较部， 所述平均部，计算通过所述比较部对所输入的从上下的遮光后的像素输出的信号进行处理后，并存储在所述存储器部的从上下的遮光后的像素输出的信号的各像素信号的从最小值起第N个值、从最大值起第M个值以下的值的平均值、或者根据从其它最大值起第M个值以下的值通过左右像素平均或左右像素加权平均等计算出的值的至少一个第一代表值信号，该第一代表值信号成为全水平扫描影像信号的暗部阴影的基准，其中，M、N为自然数，所述平均部，计算通过所述比较部对所输入的从左右的遮光后的像素输出的信号进行处理后，并存储在存储器部的从左右的遮光后的像素输出的信号的各像素信号的从最大值起第M个起M+L的值的平均值的第二代表值信号，该第二代表值信号成为各水平扫描影像信号的暗部平均值的基准，其中，M、L为自然数， 所述减法器，与积分倍增量对应地，从被输入的从有效像素输出的各水平扫描影像信号中减去所述第一代表值信号和所述第二代表值信号。
2.—种固体摄像装置，其包括具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件、暗电流修正部、OB代表值检测部，该固体摄像装置的特征在于， 所述暗电流修正部具有平均部、减法器，从所述CMOS摄像元件的受光面的有效像素输出的图像信号被输入到所述减法器， 所述OB代表值检测部具有比较部和存储器部，从所述CMOS摄像元件的受光面的上下或左右的遮光后的像素 输出的信号被输入到所述比较部， 所述平均部，计算通过所述比较部对所输入的从上下的遮光后的像素输出的信号进行处理后，并存储在所述存储器部的从上下的遮光后的像素输出的信号的各像素信号的从最小值起第N个值、从最大值起第M个值以下的值的平均值、或者根据从其它最大值起第M个值以下的值计算出的值的至少一个第一代表值信号，该第一代表值信号成为全水平扫描影像信号的暗部阴影的基准，其中，M、N为自然数， 所述平均部，计算通过所述比较部对所输入的从左右的遮光后的像素输出的信号进行处理后，并存储在所述存储器部的从左右的遮光后的像素输出的信号的各像素信号的从最大值起第M个起M+L的值的平均值的第二代表值信号，该第二代表值信号成为各水平扫描影像信号的暗部平均值的基准，其中，M、L为自然数， 所述减法器，与积分倍增量对应地，从被输入的从有效像素输出的各水平扫描影像信号中减去所述第一代表值信号和所述第二代表值信号。
3.—种固体摄像装置，包括具有积分倍增A/D部的CMOS摄像元件、暗电流修正部、OB代表值检测部，该固体摄像装置的特征在于， 所述暗电流修正部具有平均部、减法器，从所述CMOS摄像元件的受光面的有效像素输出的图像信号被输入到所述减法器， 所述OB代表值检测部具有比较部和存储器部，从所述CMOS摄像元件的受光面的上下或左右的遮光后的像素输出的信号被输入到所述比较部， 所述平均部，计算通过所述比较部对所输入的从上下的遮光后的像素输出的信号进行处理后，并存储在所述存储器部的从上下的遮光后的像素输出的信号的各像素信号的从最小值起第N个值的左右像素平均值的第一代表值信号，该第一代表值信号成为全水平扫描影像信号的暗部阴影的基准，其中，N为自然数， 所述平均部，计算通过所述比较部对所输入的从左右的遮光后的像素输出的信号进行处理后，并存储在所述存储器部的从左右的遮光后的像素输出的信号的各像素信号的从最大值起第M个起M+L的值的平均值的第二代表值信号，该第二代表值信号成为各水平扫描影像信号的暗部平均值的基准，其中，M、L为自然数， 所述减法器，与积分倍增量对应地，从被输入的从有效像素输出的各水平扫描影像信号中减去所述第一代表值信号和所述第二`代表值信号。
【文档编号】H04N5/374GK203522898SQ201320047575
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年1月28日 优先权日:2012年1月26日
【发明者】柴原道辉, 中村和彦 申请人:株式会社日立国际电气